Matura z biologii 2025, zadanie 14: Otrzymywanie roślin transgenicznych z użyciem Agrobacterium – odpowiedzi i wyjaśnienie

E1 to restryktaza, która tnie DNA (plazmid i obcy gen), a E2 to ligaza, która łączy fragmenty DNA w zrekombinowany plazmid. Bakteria A. tumefaciens jest wektorem, ponieważ przenosi ten zrekombinowany plazmid do komórki roślinnej.

O czym jest zadanie 14?

Zadanie opisuje metodę otrzymywania roślin transgenicznych z wykorzystaniem bakterii Agrobacterium tumefaciens. Bakteria ta podczas infekcji wprowadza fragment plazmidu (T-DNA) do komórki roślinnej, gdzie integruje się z chromosomalnym DNA. Na schemacie oznaczono dwa enzymy (E1 i E2) używane do skonstruowania zrekombinowanego plazmidu.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 22 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 14.1 (0–2 pkt)

Uzupełnij tabelę – zapisz nazwy enzymów oznaczonych na powyższym schemacie symbolami E1 i E2. Określ funkcję każdego z tych enzymów w otrzymywaniu zrekombinowanego plazmidu.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: E1: restryktaza – przecina DNA (tnie plazmid i obcy DNA, tworząc komplementarne końce). E2: ligaza – łączy końce fragmentów DNA (skleja plazmid z obcym DNA, tworząc wiązanie fosfodiestrowe).

Restryktaza rozpoznaje specyficzne sekwencje i tnie DNA w celu utworzenia lepkich końców, co umożliwia połączenie plazmidu z obcym genem. Ligaza naprawia przerwy w szkielecie cukrowo-fosforanowym, łącząc ze sobą fragmenty DNA.

Punktacja: Za poprawne podanie nazwy i funkcji obu enzymów przyznaje się 2 punkty, za jeden poprawny wiersz 1 punkt; nie uznaje się ogólnych sformułowań typu 'rozrywa DNA' bez wskazania hydrolizy wiązań fosfodiestrowych przez restryktazę.

Zadanie 14.2 (0–1 pkt)

Wykaż, że w przedstawionej metodzie otrzymywania roślin transgenicznych bakteria A. tumefaciens pełni funkcję wektora.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Bakteria A. tumefaciens przenosi zrekombinowany plazmid (zawierający transgen) do komórki roślinnej, gdzie dochodzi do integracji obcego DNA z genomem rośliny – dlatego jest wektorem.

Wektor to nośnik, który wprowadza obcy DNA do komórki biorcy. W tej metodzie bakteria, po wcześniejszym wbudowaniu obcego genu do jej plazmidu, wprowadza ten plazmid do rośliny, umożliwiając ekspresję transgenu.

Punktacja: Przyznaje się 1 punkt za odpowiedź odnoszącą się do przenoszenia przez bakterię zrekombinowanego plazmidu do komórki roślinnej; nie uznaje się zbyt ogólnych stwierdzeń (np. 'przenosi DNA') ani wskazania bakterii jedynie jako źródła plazmidu.

Najczęstsze błędy w zadaniu 14

Mylenie enzymów: uczniowie często przypisują ligazie funkcję cięcia DNA, a restryktazie – łączenia.
Odpowiadanie zbyt ogólnie na pytanie o wektor, np. 'bakteria przenosi DNA' zamiast wskazania, że przenosi zrekombinowany plazmid do komórki roślinnej.
Nieodróżnianie plazmidu od bakterii jako wektora – niektórzy uważają, że sam plazmid jest wektorem, pomijając rolę bakterii w jego dostarczeniu.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2025, poziom rozszerzony (w maju 2025). Wstęp CKE opracowała na podstawie: G.J. Tortora i in., Microbiology: An Introduction, Harlow 2021.. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.